[发明专利]一种空间弯曲形状记忆合金驱动器及其驱动控制装置

摘要

本发明公开了一种空间弯曲形状记忆合金驱动器及其驱动控制装置。驱动器包括“U”形形状记忆合金丝、多个曲率传感器、模具胶圆柱体、套头、形状记忆合金丝固定片和定位片。驱动控制装置包括检测电路、选择放大电路、数字信号处理器和功率驱动电路。本发明利用形状记忆合金随温度变化具有形状记忆效应的特点，实现了驱动器的空间自由弯曲运动。本发明机构紧凑、自重轻、输出力－重量比高、动作柔顺、控制灵活、制造成本低、能够实现多方向弯曲，具备空间运行能力等。本发明满足微型化、精密定位与柔性传动的综合要求，在拟人机械手、医用假肢与内窥镜等领域，具有明显技术优势与潜在广泛的应用前景。

主权项

1.一种空间弯曲形状记忆合金驱动器，其特征在于：它包括末端固定部分(1)、运动执行部分(2)和前端连接部分(3)；末端固定部分(1)包括末端套头(5)和形状记忆合金丝固定片(6)，形状记忆合金丝固定片(6)固定于末端套头(5)中；形状记忆合金丝固定片(6)上开有第一中心通孔(16)和n个定位孔(15)，其中，3≤n≤6，n个定位孔(15)以第一中心通孔(16)为中心、在形状记忆合金丝固定片(6)上对称分布；运动执行部分(2)由模具胶圆柱体(7)、“U”形形状记忆合金丝(10)和2n个曲率传感器(4)构成；模具胶圆柱体(7)上开有第二中心通孔14和n个嵌丝通孔(13)，n个嵌丝通孔(13)并以第二中心通孔(14)为中心、在模具胶圆柱体(7)内对称分布；前端连接部分(3)包括前端套头(9)和形状记忆合金丝定位片(8)，形状记忆合金丝定位片(8)固定于前端套头(9)中；形状记忆合金丝定位片(8)上开有第三中心通孔(18)和n个限位孔(17)，n个限位孔(17)以第三中心通孔(18)为中心、在形状记忆合金丝定位片(8)上对称分布；第一、第二和第三中心通孔(16、14、18)为直径相等的同心孔，各定位孔(15)、嵌丝通孔(13)和限位孔(17)为同心孔；末端套头(5)和前端套头(9)中至少有一个上开有与中心通孔直径相等的同心孔；模具胶圆柱体(7)的一端伸入并固定于前端套头(9)上，与形状记忆合金丝定位片(8)紧密相连，另一端伸入并固定于末端套头(5)中，与形状记忆合金丝固定片(6)之间留有间隙；各嵌丝通孔(13)内均设置有“U”形形状记忆合金丝(10)，“U”形形状记忆合金丝(10)的一端固定在形状记忆合金丝固定片(6)的定位孔(15)上；“U”形形状记忆合金丝(10)的固定端上设有焊接点(11)；“U”形形状记忆合金丝(10)的另一端穿过形状记忆合金丝定位片(8)的限位圆孔(17)；2n个曲率传感器(4)均匀分布于模具胶圆柱体(7)表面，且任意一对曲率传感器与其对应的嵌丝通孔(13)以及第三中心通孔(18)位于同一直线上。